Lösungsangebot für Intralogistik-Anwendungen
Sicher in Bewegung
Wenn sich Mensch und Maschine einen Arbeitsraum teilen, dann kommt dem Thema Sicherheit sehr hohe Bedeutung zu. Der Automatisierungsanbieter Pilz unterstützt sowohl Hersteller von fahrerlosen Transportfahrzeugen als auch die Betreiber der entsprechenden Intralogistik-Anwendungen - damit FTS-Anwendungen nicht nur sicher, sondern auch produktiv sind.
Bild: Pilz GmbH & Co. KGSichere fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind zwar eine Grundvoraussetzung für sichere Intralogistikanwendungen, doch sie allein reichen nicht aus. Letztlich muss die gesamte Applikation betrachtet werden. Mit einem umfassenden Lösungsangebot spricht Pilz sowohl die Hersteller solch mobiler Einheiten, als auch deren Anwender an.
Normativer Rahmen
Den normativen Rahmen für beide stellt die ISO3691-4 "Fahrerlose Flurförderzeuge und ihre Systeme" dar: Die Norm gibt ein klares Verfahren zur Erreichung der Sicherheit eines fahrerlosen Transportsystems (FTS) für Hersteller und Betreiber vor. Dabei definiert sie ein FTS als Kombination aus einem oder mehreren autonomen Fahrzeugen bzw. mobilen Robotern und der Anlagenumgebung. Sie erweitert die Anforderungen an die Sicherheitsfunktionen für FTS und die Validierung der automatisierten Funktionen der Fahrzeuge. Die Norm übernimmt die Methodik der ISO13849 für die Ermittlung des erforderlichen Performance Level für die verschiedenen Fahrzeugüberwachungsfunktionen, Betriebsarten und für die Bremssteuerung. Je nach Einsatzgebiet muss das FTS spezifische Sicherheitsfunktionen für Navigation, Ansteuerung, Bremsen oder die Geschwindigkeitsüberwachung erfüllen. Auch bei der Planung und dem Design der Anwendung sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen.
Hauptaugenmerk der Norm ist die korrekte Definition der Zonen, in der das FTS z.B. in der Produktionshalle oder in der Lagerlogistik eingesetzt wird. Dabei müssen auch entsprechende Warn- und Sicherheitszonen definiert werden, die etwa zu einer Geschwindigkeitsbeschränkung führen. Einem eventuell verbleibendem Restrisiko der Anwendung selbst muss mit entsprechender Information und Schulung der Benutzer begegnet werden.
Pilz unterstützt Hersteller dabei, die Vorgaben der Norm ISO3691-4 in der Praxis umzusetzen: Von der Identifikation des Rechtsrahmens, über die Identifikation und Bewertung von Gefahren, die Ausarbeitung möglicher Maßnahmen, die Begleitung bei der Umsetzung und Verifizierung bis hin zur Ergänzung der technischen Sicherheitsmaßnahmen durch ggf. notwendige Sicherheitsinformationen, wie etwa Kennzeichnungen am Fahrzeug oder Hinweise in Betriebsanleitungen.
Bild: Pilz GmbH & Co. KGSichere Technik
Bei der dazugehörigen Sicherheitstechnik steht die Sensorik im Mittelpunkt. Sie ist sozusagen das Sinnesorgan des fahrerlosen Fahrzeugs und dient der Erkennung von Personen und Objekten, deren Geschwindigkeit und Fahrtrichtung. Für die Flächenüberwachung und die Bereitstellung von Daten für die Navigation von mobilen Plattformen kommen Sicherheits-Laserscanner zum Einsatz Der Sicherheits-Laserscanner PSENscan von Pilz ermöglicht die Absicherung und produktive Flächenüberwachung von mobilen Plattformen. Er erkennt Objekte im Fahrweg des Fahrzeugs und sorgt auch bei hohen Geschwindigkeiten für sehr hohe Sicherheit, ohne Abstriche bei der Produktivität zu machen. Bis zu 70 Schutzfelder ermöglichen eine dynamische Schutzfeldanpassung bei Kurvenfahrten oder dem Umfahren von Hindernissen. Die Schutzfeldanpassung erfolgt mittels direkter Auswertung der Encoder-Eingänge im Laserscanner.
Zudem stellt der Sicherheits-Laserscanner die Entfernungsdaten für die Lokalisierung und Navigation bereit. Die Daten können direkt über in die C++-Bibliothek oder als ROS-Module eingesetzt werden. Anwender können ihre eigenen SLAM-Algorithmus (Simultaneous Localisation and Mapping) verwenden. So werden Umgebungskarten für die Navigation erstellt und das FTS weicht etwa Hindernissen aus. Anwender profitieren von einer dynamischeren und dabei sicheren Umsetzung mobiler Applikationen in Produktionsumgebungen.
In Verbindung mit dem modularen Sicherheitsrelais myPNOZ und den Befehls- und Meldegeräten PITestop und PITsign hat Pilz ein komplettes Lösungspaket für FTS-Anbieter aufgebaut. Die Firewall SecurityBridge sorgt zusätzlich dafür, dass während des Betriebs niemand unautorisiert auf das interne IT-Netzwerk der mobilen Plattform zugreifen kann.
Dienstleistungspaket für Anwender
Auch wenn das Fahrzeug sicher ist: Letztlich liegt es in der Verantwortung des Betreibers der Intralogistik-Anwendung, für dessen Einsatz eine sichere Arbeitsumgebung in Übereinstimmung mit den lokalen Arbeitsschutzvorschriften zu schaffen. Folgende Fragen sind unter anderem zu klären: Wie sind in der Halle die baulichen Gegebenheiten? Wie können vorab mögliche Ursachen für Kollisionen minimiert werden? Wo braucht es zusätzliche Schutzeinrichtungen wie Schutzzäune und -türen?
Sinnvoll ist es in jedem Fall, das Thema Sicherheit bereits bei den ersten Planungen für eine FTS-Anwendung miteinzubeziehen. Sobald eine erste Idee der Applikation entsteht, gibt es eine Diskussionsgrundlage und man kann bereits mit einer Risikobeurteilung beginnen. Wichtig ist es außerdem von Beginn an alle Fakultäten an einen Tisch zu bringen. Dazu gehören insbesondere Elektrik, Mechanik und Arbeitssicherheit.
Für diese Aufgabenstellung hat Pilz ein Dienstleistungspaket entwickelt, das sich individuell an die speziellen Anforderungen der jeweiligen Applikation anpassen lässt. Pilz steigt bereits bei der Entwicklung von Sicherheitskonzepten in der Designphase ein. Enthalten ist auch ein Review der Risikobeurteilung des FTS-Herstellers und eine detaillierte Validierung der wichtigsten Sicherheitsfunktionen. So können Safety-Aspekte frühzeitig berücksichtigt werden. Diese Überprüfung der Sicherheit von FTS bereits im frühen Stadium des Beschaffungsprozesses hilft, unnötige Kosten zu vermeiden und Zeit zu sparen.
Risikobeurteilung und Validierung
Essenziell ist die Durchführung einer Risikobeurteilung der gesamten Applikation vor Ort beim Betreiber. Hierbei werden alle im Einsatz befindliche FTSs überprüft. Der nächste Schritt ist dann die Validierung der gesamten Anwendung. Hier werden auch die benötigten Schutzfelder oder -zonen definiert und es findet eine Absicherung mobilen Systems unter Berücksichtigung des gesamten Umfelds statt.
Pilz unterstützt bei allen notwendigen Maßnahmen vor Ort, begleitet den Betreiber auf Wunsch bis zur internationalen Konformitätsbewertung (wie z.B. die CE-Kennzeichnung) und übernimmt damit die Verantwortung für die sichere Umsetzung der FTS-Applikation. Schon vor der Inbetriebnahme und ab dann muss regelmäßig eine Überprüfung des ordnungsgemäßen Zustandes sowie der sicheren Funktion der Fahrzeuge durchgeführt werden. Auch das kann Pilz im Rahmen des Komplettpakets übernehmen. Für den nachhaltigen Wissensaufbau stehen für Anwender weiterhin Schulungen über den sicheren Betrieb einer FTS-Anwendung zur Verfügung. Betreiber und Anwender können so sicherstellen, dass sowohl die Anforderungen der ISO3691-4 erfüllt werden, als auch die Produktivität im Betrieb gewährleistet wird.
Wenn sich Mensch und Maschine einen Arbeitsraum teilen, dann kommt dem Thema Sicherheit sehr hohe Bedeutung zu. Der Automatisierungsanbieter Pilz unterstützt sowohl Hersteller von fahrerlosen Transportfahrzeugen als auch die Betreiber der entsprechenden Intralogistik-Anwendungen - damit FTS-Anwendungen nicht nur sicher, sondern auch produktiv sind.
Bild: Pilz GmbH & Co. KGSichere fahrerlose Transportsysteme (FTS) sind zwar eine Grundvoraussetzung für sichere Intralogistikanwendungen, doch sie allein reichen nicht aus. Letztlich muss die gesamte Applikation betrachtet werden. Mit einem umfassenden Lösungsangebot spricht Pilz sowohl die Hersteller solch mobiler Einheiten, als auch deren Anwender an.
Normativer Rahmen
Den normativen Rahmen für beide stellt die ISO3691-4 "Fahrerlose Flurförderzeuge und ihre Systeme" dar: Die Norm gibt ein klares Verfahren zur Erreichung der Sicherheit eines fahrerlosen Transportsystems (FTS) für Hersteller und Betreiber vor. Dabei definiert sie ein FTS als Kombination aus einem oder mehreren autonomen Fahrzeugen bzw. mobilen Robotern und der Anlagenumgebung. Sie erweitert die Anforderungen an die Sicherheitsfunktionen für FTS und die Validierung der automatisierten Funktionen der Fahrzeuge. Die Norm übernimmt die Methodik der ISO13849 für die Ermittlung des erforderlichen Performance Level für die verschiedenen Fahrzeugüberwachungsfunktionen, Betriebsarten und für die Bremssteuerung. Je nach Einsatzgebiet muss das FTS spezifische Sicherheitsfunktionen für Navigation, Ansteuerung, Bremsen oder die Geschwindigkeitsüberwachung erfüllen. Auch bei der Planung und dem Design der Anwendung sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen.
Hauptaugenmerk der Norm ist die korrekte Definition der Zonen, in der das FTS z.B. in der Produktionshalle oder in der Lagerlogistik eingesetzt wird. Dabei müssen auch entsprechende Warn- und Sicherheitszonen definiert werden, die etwa zu einer Geschwindigkeitsbeschränkung führen. Einem eventuell verbleibendem Restrisiko der Anwendung selbst muss mit entsprechender Information und Schulung der Benutzer begegnet werden.
Pilz unterstützt Hersteller dabei, die Vorgaben der Norm ISO3691-4 in der Praxis umzusetzen: Von der Identifikation des Rechtsrahmens, über die Identifikation und Bewertung von Gefahren, die Ausarbeitung möglicher Maßnahmen, die Begleitung bei der Umsetzung und Verifizierung bis hin zur Ergänzung der technischen Sicherheitsmaßnahmen durch ggf. notwendige Sicherheitsinformationen, wie etwa Kennzeichnungen am Fahrzeug oder Hinweise in Betriebsanleitungen.
Pilz GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in SPS-MAGAZIN 5 (Mai) 2022 - 17.05.22.Für weitere Artikel besuchen Sie www.sps-magazin.de
